[发明专利]薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板以及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别是涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、以及阵列基板与显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是平板显示领域中最重要的一种，由于其具有众多优点，如体积薄、重量轻、画面品质优异、功耗低、寿命长、数字化等，而且也是唯一可跨越所有尺寸的显示技术，其应用领域非常广泛，几乎涵盖了当今信息社会的主要电子产品，如电视、监视器、便携式电脑、手机、PDA、GPS、车载显示、仪器仪表、公共显示和医用显示等。

在液晶显示器中，薄膜晶体管一般用作开关元件来控制像素，或是用作驱动元件来驱动像素。薄膜晶体管按照硅薄膜性质通常可分为非晶硅(a-Si)与多晶硅(Poly-Si)两种，与非晶硅薄膜晶体管相比，多晶硅薄膜晶体管的载流子迁移率高2-3个数量级，这使得多晶硅薄膜晶体管在高分辨率平板上有极大的优势。然而，多晶硅薄膜晶体管的关态电流(即漏电流)比非晶硅薄膜晶体管高近1个数量级。关态电流过大，则会影响薄膜晶体管的开关特性，从而导致TFT-LCD出现显示不均、发白、窜扰等显示类缺陷。

目前，多数面板显示厂商大都通过改变TFT结构来控制多晶硅薄膜晶体管的关态电流，如将TFT做成双栅极结构，或将TFT的沟道做成S形等，通过增加TFT沟道的长度来增加TFT的长宽比，从而降低其关态电流。然而，这些方法带来负面影响是TFT面积明显增加，显示器开口率下降。在高分辨率显示上，随着分辨率的提高，每个像素的面积变得越来越小，在有限的像素面积内，靠增加TFT沟道长度来降低多晶硅薄膜晶体管的关态电流的方法的缺点也变得越来越明显和难以维持。如何解决这一矛盾，在控制多晶硅薄膜晶体管的关态电流同时避免显示器开口率的降低，一直是行业追求的方向和研究的重点。

发明内容

基于此，本发明提供一种薄膜晶体管及其制作方法、以及阵列基板与显示装置，能够在降低多晶硅薄膜晶体管的关态电流同时避免显示器开口率的降低，而且此方法可适用于现有多晶硅薄膜晶体管生产线，无需增加光掩膜次数或更改生产设备，操作方法简单方便。

一种薄膜晶体管的制作方法，包括：

沉积非晶硅层的步骤；

对所述非晶硅层进行晶化处理，形成多晶硅层的步骤；

形成有源层的步骤；

形成沟道掺杂的步骤；

碳离子注入的步骤；

形成栅极绝缘层及栅极的步骤；

形成源极及漏极的步骤。

在其中一个实施例中，所述形成多晶硅层的步骤之后执行所述碳离子注入的步骤。

在其中一个实施例中，所述形成沟道掺杂的步骤之后执行所述碳离子注入的步骤。

在其中一个实施例中，具体包括：

在基板上沉积栅极金属层，通过构图工艺，形成栅极；

在所述栅极上沉积栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上沉积非晶硅层，并对所述非晶硅层进行晶化处理，形成多晶硅层；

对所述多晶硅层进行构图工艺，形成有源层；

对所述有源层进行离子注入，形成沟道掺杂；

对所述有源层进行碳离子注入；

在所述有源层上沉积沟道绝缘层，通过构图工艺，形成沟道保护层；

以沟道保护层为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源区和漏区；

在所述有源层上沉积中间保护层，并在所述中间保护层上形成过孔；

在所述中间保护层上沉积金属层，通过构图工艺，形成源极及漏极。

在其中一个实施例中，具体包括：

在基板上形成缓冲层；

在所述缓冲层上沉积非晶硅层，并对所述非晶硅层进行晶化处理，形成多晶硅层；

对所述多晶硅层进行构图工艺，形成有源层；

对所述有源层进行离子注入，形成沟道掺杂；

对所述有源层进行碳离子注入；

在所述有源层上沉积栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上沉积栅极金属层，通过构图工艺，形成栅极；

以栅极为掩膜，对所述有源层进行离子注入，形成源区和漏区；

在所述栅极上沉积钝化层，并在所述栅极绝缘层及所述钝化层形成过孔；

制作源极及漏极。

在其中一个实施例中，所述碳离子注入的步骤，所采用的注入离子能量为3KeV～15KeV。